CN216052719U - 一种水电站发电机高压油顶起控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水电站发电机高压油顶起控制装置，属于发电机辅助设备技术领域。本控制装置至少包括发电机高压油顶起油泵控制回路和发电机高压油顶起油路，发电机高压油顶起油泵控制回路包括交流油泵控制回路和直流油泵控制回路，交流油泵控制回路和直流油泵控制回路均分为常态控制回路和保安控制回路，发电机高压油顶起油路至少包括由油管连接的推力油盆、高压油泵、安全阀、油管路系统过滤器、压力开关和压差开关。本实用新型不仅可以保证在PLC控制模块正常时由PLC控制模块控制高压油顶系统，同时还可以保证在PLC控制模块故障、调速器转速测量装置发生故障等异常工作状态下高压油顶起系统的可靠投入。

Description

一种水电站发电机高压油顶起控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种水电站发电机高压油顶起控制装置，属于发电机辅助设备技术领域。

背景技术

水电厂发电机均配置了高压油顶起系统，适用于水电站机组启动和停机时，在推力轴承的推力瓦和镜板之间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在起、停过程中推力轴承的安全性和可靠性。机组运行过程中如果高压油顶起系统未正常启动，轴承油膜未能建立，推力轴承烧瓦的风险将急剧加大；机组在停机状态下发生蠕动，高压油泵无法及时的进行供油，使轴瓦处于干摩擦状态，蠕动时间过长容易导致接触面擦花，摩擦系数增大，在机组启动后，推力轴承烧瓦的风险也将急剧加大。出现推力轴承烧瓦时，机组将退出备用转检修，检修工期长达一个月，将造成电站极大的经济损失及电站安全事故。发电机高压油顶起系统一般配置两台高压油泵，两台油泵的供电电源均为冗余配置，其中一台主用交流油泵，一台备用直流油泵，正常时只一台油泵运行，两者互为冗余，油泵机组转速在0-90％额定转速需可靠投入。目前水电厂发电机配置的高压油顶起系统是通过PLC控制模块和调速器转速测量装置等来保证高压油顶起系统的正常运行，但在实际水电站发电机运行过程会出现PLC控制模块故障、调速器转速测量装置故障等情况，一旦PLC控制模块故障或调速器转速测量装置出现故障，高压油泵将无法可靠投入。仍然会导致推力轴承的推力瓦和镜板之间出现干摩擦或半干摩擦的状况，增大推力轴承烧瓦的风险。

发明内容

本实用新型为解决现有技术问题，提供了一种水电站发电机高压油顶起控制装置，不仅可以保证在PLC 控制模块正常时由PLC控制模块控制高压油顶系统，同时还可以保证在PLC控制模块故障、调速器转速测量装置发生故障等异常工作状态下高压油顶起系统的可靠投入。

为实现本实用新型的目的所采取的技术方案是：一种水电站发电机高压油顶起控制装置，至少包括发电机高压油顶起油泵控制回路和发电机高压油顶起油路，发电机高压油顶起油泵控制回路包括交流油泵控制回路和直流油泵控制回路；其中交流油泵控制回路包括用于PLC控制模块正常时的交流油泵常态控制回路和用于PLC控制模块故障时的交流油泵保安控制回路，交流油泵常态控制回路至少包括由PLC控制模块控制的交流油泵启泵开关和交流油泵停泵开关，用于控制交流油泵启停，交流油泵启泵开关连通且交流油泵停泵开关断开时交流油泵启泵，交流油泵停泵开关连通且交流油泵启泵开关断开时交流油泵停泵；交流油泵保安控制回路至少包括PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器，交流油泵保安控制回路分为两条支路，一条为调速器测速装置状态正常时的与交流油泵启泵开关并联的启泵支路，此支路由PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常闭触点与转速监视继电器串联构成，另一条为调速器测速装置状态异常时的与交流油泵启泵开关并联的启泵支路，此支路由PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常开触点串联构成；

所述直流油泵控制回路在交流油泵无法正常运行时使用，该回路包括用于PLC控制模块正常时的直流油泵常态控制回路和且PLC控制模块故障时的直流油泵保安控制回路，直流油泵常态控制回路至少包括由 PLC控制模块控制的直流油泵启泵开关和直流油泵停泵开关，用于控制直流油泵启停，直流油泵启泵开关连通且直流油泵停泵开关断开时交流油泵启泵，直流油泵停泵开关连通且直流油泵启泵开关断开时交流油泵停泵；直流油泵保安控制回路至少包括交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器，直流油泵保安控制回路分为两条支路，一条为调速器测速装置状态正常时的与直流油泵启泵开关并联的直流油泵启泵支路，此支路由交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常闭触点与转速监视继电器串联构成，另一条为调速器测速装置状态异常时的与直流油泵启泵开关并联的直流油泵启泵支路，此支路由交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常开触点串联构成。

对上述技术方案进一步的改进是：发电机高压油顶起油路至少包括由油管连接的推力油盆、高压油泵、安全阀、油管路系统过滤器、压力开关和压差开关，其中高压油泵包括互为冗余的作为主油泵的交流油泵和作为备用油泵的直流油泵；推力油盆为高压油泵供油，压力开关和系统过滤器依次安装于高压油泵出油方向的油管中，用于监测系统过滤器是否堵塞的压差开关与系统过滤器并联，安全阀连接在压力开关和推力油盆之间。

推力油盆与高压油泵之间的管路中设有用于过滤由推力油盆进入高压油泵中的油液的过滤器。

发电机高压油顶起油路中的压力开关由压力开关A和压力开关B构成，其中压力开关A用于监测油泵稳定运行时高压油顶起系统管路压力，压力开关B用于监测油泵启动瞬间高压油顶起系统管路压力。

交、直流油泵安保控制回路的PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器为单刀双掷继电器，交流油泵停止状态监视继电器为单刀单掷继电器，其中PLC控制模块监视继电器为常闭继电器，调速器测速装置状态监视继电器、转速监视继电器和交流油泵停止状态监视继电器为常开继电器。

交、直流油泵安保控制回路中的转速监视继电器包括串联连接的继电器A和继电器B，继电器A用于监视机组转速是否小于90％额定转速，继电器B为延时继电器，用于监视机组转速是否等于0。

根据以上技术方案可知，本实用新型提供的水电站发电机高压油顶起控制装置中高压油泵控制回路包括高压油泵常态控制回路和高压油泵保安控制回路；当PLC控制模块正常工作时，与现有技术相同，由PLC 控制模块控制高压油顶系统，当PLC控制模块异常的情况下，高压系统保安控制回路首先判断机组调速器转速测量装置状态，当机组调速器转速测量装置正常时，高压系统保安控制回路根据机组的转速对高压油泵的启停进行控制，当机组调速器转速测量装置异常时，则直接启动高压油泵；因为本技术方案无论在PLC 控制模块、机组调速器转速测量装置处于正常状态还是异常状态时均可以对高压油泵的启停进行控制，所以本技术方案可以在最大限度的保证高压油顶起系统的可靠投入，保证推力轴承的安全性和可靠性。而且由于本实用新型中的高压油泵保安控制回路是硬接线回路，当高压油顶起系统出现PLC控制模块或调速器转速测量装置失效等异常状况时，高压油泵保安控制回路中的继电器自动失磁联通回路，因为高压油泵保安控制回路结构简单且稳定可靠不易损坏，高压油顶起装置处于异常状态时可自动闭锁为推力轴承提供保护，所以保安控制回路可以在从根本上保护推力轴承的安全，避免轴承推力轴承烧瓦的风险。

附图说明

图1发电机高压油顶起系统交流油泵控制回路图；

图2发电机高压油顶起系统直流油泵控制回路图。

图3发电机高压油顶起油路图。

图中：1-交流油泵启泵；2-交流油泵停泵开关；3-PLC控制模块监视继电器；4-调速器测速装置状态监视继电器；5-机组转速小于90％额定转速监视继电器A；6-机组转速等于0监视继电器B；7-交流油泵停止状态监视继电器；8-直流油泵启泵开关；9-直流油泵停泵开关；10-推力油盆；11-交流油泵；12-直流油泵； 13-高压系统进油口；14-高压系统出油口；15-安全阀；16-压力开关A；17-压力开关B；18-压差开关； 19-进油口过滤器；20-油管路系统过滤器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种水电站发电机高压油顶起控制装置作详细具体的说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型提供的水电站发电机高压油顶起控制装置中采用的两台油泵分别为交流油泵11和直流油泵12，两者互为冗余。交流油泵为主用泵，其电源取自380V交流厂用电，由多个电源点保证供电的可靠性。直流油泵为备用泵，采用220V直流电源供电，电源取全厂直流系统，直流系统配备两组大容量蓄电池组，可在紧急情况下保证供电的可靠性。高压油泵的冗余配置方式及电源供电冗余配置方式，有效地防止油泵故障、电源失电等故障导致高压油顶起系统无法正常投入。

高压油顶起系统交流油泵控制回路，如图1所示，当PLC控制模块正常工作时，在交流油泵常态控制回路接收PLC控制模块传入的指令对交流油泵进行控制：当控制回路接收到PLC控制模块发出的启泵指令时，串联于电源与交流油泵之间的交流油泵启泵开关1闭合，交流油泵启动；当控制回路接收到PLC控制模块发出的停泵指令时，与交流油泵并联于在电源两端的交流油泵停泵开关2闭合，交流油泵停泵。

当PLC控制模块异常时，则由高压油顶起系统交流油泵控制回路的交流油泵保安控制回路对交流油泵进行控制，保安控制回路中各继电器根据机组调速器转速测量装置状态以及机组转速情况的不同，按如下方式连通：

(1)调速器测速装置工作正常时：PLC控制模块发生故障，PLC控制模块监视继电器3失磁，继电器接点31、32接通；调速器测速装置状态监视继电器4得电励磁，接点21、22接通；此时，当机组转速在 0-90％额定转速时，转速小于90％额定转速继电器A5励磁，继电器接点31、34接通，机组转速等于0监视继电器6的接点11、12接通，机组转速等于0监视继电器B6为延时失磁继电器，时间整定为6s；以上条件满足时，交流油泵通过回路上各接点与电源接通，交流油泵启动，当机组转速等于0时，机组转速等于0监视继电器6延时6s断开，交流油泵停泵。

(2)调速器测速装置工作异常时：PLC控制模块发生故障，PLC控制模块监视继电器3失磁，继电器接点31、32接通；同时当调速器测速装置异常时，调速器测速状态监视继电器4失磁，继电器接点21、 24接通。此时交流油泵通过回路上各接点与电源接通，交流油泵启动并持续保持运行状态，直到工作人员处理故障后手动进行停泵作业。

高压油顶起系统直流油泵控制回路，如图2所示，当PLC控制模块正常工作时，在直流油泵常态控制回路接收PLC控制模块传入的指令对直流油泵进行控制：控制回路接收到PLC控制模块发出的启泵指令，串联于电源与直流油泵之间的直流油泵启泵开关8闭合，直流油泵启动；当控制回路接收到PLC控制模块发出的停泵指令，与直流油泵并联于在电源两端的直流油泵停泵开关9闭合，直流油泵停泵。

当PLC控制模块异常时，则由高压油顶起系统直流油泵控制回路的直流油泵保安控制回路对直流油泵进行控制，保安控制回路中的各继电器根据机组调速器转速测量装置状态以及机组转速情况的不同按如下方式连通：

(1)调速器测速装置工作正常时：此时高压油系统交流油泵处于停止状态时，交流油泵停止状态监视继电器7励磁，继电器接点21、24接通，PLC控制模块发生故障，PLC控制模块监视继电器3失磁，继电器接点41、42接通；调速器测速装置状态监视继电器4得电励磁，接点31、32接通；此时，当机组转速在0-90％额定转速时，转速小于90％额定转速继电器A5励磁，继电器接点41、44接通，机组转速等于 0监视继电器6的接点41、42接通，机组转速等于0监视继电器B6为延时失磁继电器，时间整定为6s；以上条件满足时，直流油泵通过回路上各接点与电源接通，直流油泵启动，当机组转速等于0时，机组转速等于0监视继电器6延时6s后断开，直流油泵停泵。

(2)当PLC故障同时调速器测速装置工作异常时，此时高压油系统交流油泵处于停止状态时，交流油泵停止状态监视继电器7励磁，继电器接点21、24接通，PLC控制模块监视继电器3失磁，继电器接点 41、42接通；同时当调速器测速异常时，调速器测速状态监视继电器4失磁，继电器接点31、34接通。此时直流油泵通过回路上各接点与电源接通，直流油泵启动并持续保持运行状态，直到工作人员处理故障后手动进行停泵作业。

本发明中所述的高压油顶起系统油路如图3所示，在油路中，来自推力油盆10的油通过连接有进油口过滤器19的进油口13流入油路，经过交流油泵11或直流油泵12加压后形成高压油，高压油从出油口 14进入推力轴承的轴承基座和轴瓦之间，用于顶起、润滑轴承的作用；油路中设有安全阀15，当高压油顶起油路压力大于安全阀所设置的压力时，安全阀动作，油卸至推力油盆。油路管道上安装有三个自动化元件，包括压力开关A，压力开关B和压差开关，其中压力开关A是预定压力值为80bar的压力开关16，用于监测油泵稳定运行时高压油顶起系统管路压力，压力开关B压力值为160bar的压力开关17，用于监测油泵启动瞬间高压油顶起系统管路压力，压差开关18用于监测油管路系统过滤器20是否堵塞。

Claims (6)

1.一种水电站发电机高压油顶起控制装置，至少包括发电机高压油顶起油泵控制回路和发电机高压油顶起油路，其特征在于：发电机高压油顶起油泵控制回路包括交流油泵控制回路和直流油泵控制回路；

所述交流油泵控制回路包括用于PLC控制模块正常时的交流油泵常态控制回路和用于PLC控制模块故障时的交流油泵保安控制回路，交流油泵常态控制回路至少包括由PLC控制模块控制的交流油泵启泵开关和交流油泵停泵开关，用于控制交流油泵启停，交流油泵启泵开关连通且交流油泵停泵开关断开时交流油泵启泵，交流油泵停泵开关连通且交流油泵启泵开关断开时交流油泵停泵；

所述交流油泵保安控制回路至少包括PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器，交流油泵保安控制回路分为两条支路，一条为调速器测速装置状态正常时的与交流油泵启泵开关并联的启泵支路，此支路由PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常闭触点与转速监视继电器串联构成，另一条为调速器测速装置状态异常时的与交流油泵启泵开关并联的启泵支路，此支路由PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常开触点串联构成；

所述直流油泵控制回路在交流油泵无法正常运行时使用，该回路包括用于PLC控制模块正常时的直流油泵常态控制回路和且PLC控制模块故障时的直流油泵保安控制回路，直流油泵常态控制回路至少包括由PLC控制模块控制的直流油泵启泵开关和直流油泵停泵开关，用于控制直流油泵启停，直流油泵启泵开关连通且直流油泵停泵开关断开时交流油泵启泵，直流油泵停泵开关连通且直流油泵启泵开关断开时交流油泵停泵；

所述直流油泵保安控制回路至少包括交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器，直流油泵保安控制回路分为两条支路，一条为调速器测速装置状态正常时的与直流油泵启泵开关并联的直流油泵启泵支路，此支路由交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常闭触点与转速监视继电器串联构成，另一条为调速器测速装置状态异常时的与直流油泵启泵开关并联的直流油泵启泵支路，此支路由交流油泵停止状态监视继电器、PLC控制模块监视继电器和调速器测速装置状态监视继电器常开触点串联构成。

2.根据权利要求1所述的水电站发电机高压油顶起控制装置，其特征在于：所述的发电机高压油顶起油路至少包括由油管连接的推力油盆、高压油泵、安全阀、油管路系统过滤器、压力开关和压差开关，其中高压油泵包括互为冗余的作为主油泵的交流油泵和作为备用油泵的直流油泵；推力油盆为高压油泵供油，压力开关和系统过滤器依次安装于高压油泵出油方向的油管中，用于监测系统过滤器是否堵塞的压差开关与系统过滤器并联，安全阀连接在压力开关和推力油盆之间。

3.根据权利要求2所述的水电站发电机高压油顶起控制装置，其特征在于：所述的推力油盆与高压油泵之间的管路中设有用于过滤由推力油盆进入高压油泵中的油液的过滤器。

4.根据权利要求2所述的水电站发电机高压油顶起控制装置，其特征在于：所述的发电机高压油顶起油路中的压力开关由压力开关A和压力开关B构成，其中压力开关A用于监测油泵稳定运行时高压油顶起系统管路压力，压力开关B用于监测油泵启动瞬间高压油顶起系统管路压力。

5.根据权利要求1所述的水电站发电机高压油顶起控制装置，其特征在于：所述的交、直流油泵安保控制回路的PLC控制模块监视继电器、调速器测速装置状态监视继电器和转速监视继电器为单刀双掷继电器，交流油泵停止状态监视继电器为单刀单掷继电器，其中PLC控制模块监视继电器为常闭继电器，调速器测速装置状态监视继电器、转速监视继电器和交流油泵停止状态监视继电器为常开继电器。

6.根据权利要求1所述的水电站发电机高压油顶起控制装置，其特征在于：所述的交、直流油泵安保控制回路中的转速监视继电器包括串联连接的继电器A和继电器B，继电器A用于监视机组转速是否小于90％额定转速，继电器B为延时继电器，用于监视机组转速是否等于0。

Images